Abstract

The recovery and subsequent prolific radiation of mammals in the northern Western Interior of North America following the Cretaceous–Paleogene (K–P) boundary is well documented in rocks attributed to the Puercan Land Mammal Age. The most complete Puercan record is that of the Tullock Formation, which crops out widely in Garfield and McCone counties, eastern Montana. The Tullock Formation overlies the dinosaur-bearing Hell Creek Formation and consists of a stratigraphic series of channel and overbank deposits from which well-preserved Puercan faunas have been collected. These channel deposits are typically bracketed by widespread coal beds. The IrZ- and Z-coals mark the base of the Puercan at the K–P boundary as defined by the highest appearing local occurrences of in situ dinosaur fossils, the highest stratigraphic occurrence of Cretaceous pollen, and an anomalously high concentration of the element iridium (Ir). The IrZ-Coal is overlain sequentially by the Z-, HFZ-, Y-, W-, and U-coals.Fossil vertebrates of earliest Puercan age (Pu0 or Pu1) occur in sandstones of the Hells Hollow Channel between the IrZ-and HFZ-coals in Garfield County and below the Z-Coal in sandstones of the Bug Creek Channels, McCone County. Late Puercan (Pu2/3) fossil vertebrates are abundant between the Y- and W-coals in sandstones of the Garbani Channel in Garfield County, and in sandstones of the Purgatory Hill quarry in McCone County. Earliest Torrejonian (To1?) fossil vertebrates of the Mosquito Gulch localities, Garfield County, occur in sandstones of the Farrand Channel between the W- and U-coals.Magnetostratigraphies developed on sections at Billy Creek, Hauso Flats, Biscuit Butte, Bug Creek, and Purgatory Hill indicate that the IrZ- and Z-coals, the fossil vertebrate-bearing sandstones of the Hells Hollow and Bug Creek channels, and rocks up to midway between the HFZ- and Y-coals are contained in a zone of reversed polarity, correlated here with chron C29r. The Y through W coals, as well as the fossil vertebrate-bearing sandstones of the Garbani Channel and Purgatory Hill, are contained in an overlying zone of normal polarity, correlated with chron C29n. Rocks immediately above the W-Coal through the U-Coal, which include the Farrand Channel, are in a zone of reversed polarity, correlated here with chron C28r. The top of the section, just above the U-Coal, is in the uppermost zone of normal polarity, tentatively correlated here with the base of chron C28n.40Ar/39Ar dating of single crystals of sanidine separated from bentonites in the IrZ-, Z-, HFZ-, W-, and U-coals has yielded high-precision ages with standard errors of 0.1%. Replicate analyses of single crystals of sanidine yield weighted mean ages for bentonites in the following coals: IrZ, 65.16 ± 0.04 Ma; Z, 65.01 ± 0.03 Ma; HFZ, 64.77 ± 0.06 Ma; W, 64.11 ± 0.02 Ma; and U, 63.90 ± 0.04 Ma. These ages provide detailed calibration of Puercan through earliest Torrejonian (PuO, Pu1, Pu2, Pu3, and ?To1) land mammal ages and provide crucial calibration for the nonmarine K–P boundary and the Early Paleogene portion of the geomagnetic polarity time scale.

La régénération suivie de la radiation prolifique des mammifères dans la région septentrionale du Western Interior de l'Amérique du Nord, le long de la frontière du Crétacé–Paléogène, est bien documentée dans les roches attribuées à l'âge du Puercan Land Mammal. C'est dans la Formation de Tullock que l'on trouve le registre le plus complet correspondant au Puercan, cette formation affleure abondamment dans les comtés de Garfield et de McCone, dans le Montana oriental. La Formation de Tullock recouvre la Formation de Hell Creek contenant des fossiles de dinosaures, et elle est composée d'une série stratigraphique de dépôts de chenaux et d'alluvions d'inondation qui ont livré les fossiles bien préservés du Puercan. Ces dépôts de chenaux sont confinés par des couches de houille étendues. Les couches de houille IrZ et Z marquent la base du Puercan à la frontière du Crétacé–Paléogène, telle que définie par les apparitions locales plus fréquentes de fossiles de dinosaures in situ, par la présence dans le niveau stratigraphique le plus élevé de pollens crétacés, et par une concentration anormalement forte de l'élément iridium (Ir). La couche de houille IrZ est recouverte par la séquence de couches de houille Z, HFZ, Y, W et U.Les fossiles de vertébrés datant du début du Puercan (Pu0 ou Pu1) apparaissent dans les grès de Hells Hollow Channel, entre les couches de houille IrZ et HFZ dans le comté de Garfield, et sous la couche de houille Z à l'intérieur des grès de Bug Creek Channels dans le comté de McCone. Les fossiles de vertébrés du Puercan tardif (Pu2/3) sont abondants entre les couches de houilles Y et W dans les grès de Garbani Channel dans le comté de Garfield, et dans les grès de Purgatory Hill quarry dans le comté de McCone. Les fossiles de vertébrés du Torrejonian précoce (To1?) des niches d'habitation du Mosquito Gulch, comté de Garfield, apparaissent dans les grès de Farrand Channel, entre les couches de houille W et U.Les magnétostratigraphies développées dans les coupes de Billy Creek, Hauso Flats, Biscuit Butte, Bug Creek et Purgatory Hill indiquent que les couches de houilles IrZ et Z, les grès de Hells Hollow et de Bug Creek Channels renfermant des fossiles de vertébrés, et les roches gisant jusqu'à mi-distance entre les couches de houille HFZ et Y sont incluses dans une zone de polarité inversée, corrélée avec la chronozone C29r. Les couches de houilles Y à W, ainsi que les grès de Garbani Channel et de Purgatory Hill contenant des fossiles de vertébrés, font partie d'une zone sus-jacente de polarité normale, corrélée avec la chronozone C29n. Les roches qui se trouvent immédiatement au-dessus de la couche de houille W, jusqu'à la couche de houille U, incluant le Farrand Channel, appartiennent à la zone de polarité inversée, corrélée avec la chronozone C28r. Le sommet de la coupe, juste au-dessus de la couche de houille U, se situe dans la zone terminale de polarité normale, et ici nous présumons une mise en corrélation avec la base de la chronozone C28n.La datation 40Ar/39Ar de cristaux uniques de sanidine extraits de lits de bentonites dans les couches de houilles IrZ, Z, HFZ, W et U a produit des âges très précis avec un écart-type de 0.1%. La reproduction des analyses de cristaux uniques de sanidine a fourni les âges moyens pondérés pour les bentonites des houilles suivantes : IrZ, 65,16 ± 0,04 Ma; Z, 65.01 ± 0,03 Ma; HFZ, 64,77 ± 0,06 Ma; W, 64,11 ± 0,02 Ma; et U, 63,90 ± 0,04 Ma. Ces âges autorisent un étalonnage du Puercan jusqu'au début du Torrejonian (Pu0, Pu1, Pu2, Pu3 et ?To1) Land Mammal, et fournissent un étalonnage crucial pour la frontière du Crétacé–Paléogène non marine, et pour le segment Paléogène précoce de l'échelle chronologique de polarité géomagnétique. [Traduit par la rédaction]